Метою розрахунку є перевірка ефективності ізоляційного матеріалу й визначення зміни температури в реакторі за рахунок тепловтрат . Розрахунок ґрунтується на визначенні коефіцієнта теплопередачі через стінку (k_t) і поверхні теплопередачі (S_t). Кількість тепла,переданого навколишньому середовищу за одиницю часу , становить Q_T =k_t∙S_t∙∆T_ср, (5.1)

де ∆T_ср- середня різниця температур реакційної суміші (Т_СМ) і зовнішньої температури (Т_Н).

Значення k_t розраховують по відомому співвідношенню

K_t= ^-1 (5.2)

де -а₁ і а₂-коєфициєнти теплопередачі від потоку реагуючої суміші до стінки реактора й від стінки до зовнішнього середовища ,а δ_і і λ_і- товщина й коефіцієнт теплопровідності і- шару стінки. Стінка реактора звичайно тришарова :внутрішня футеровка (асбоцемент),метал(сталь) ізовнішня ізоляція (азбест). Товщина шару металу визначається тиском у реакторі й становить 3-7мм, товщина ізоляційного й футеровочного шарів близька до 5 мм. Значення λ для сталі ,асбоцемента й азбесту становлять 162, 2,2 i 0,5 кДж/(м∙год∙К) відповідно[2], а₁ і а₂ розраховують по емпіричних формулах;для режиму промислового реактора вони рівні 36,1 i 1,2 кДж/(м²∙год∙К). Тоді K_t складе:

K_t= ) =0.891 кДж/(м²∙год∙К),

І навіть при максимальної ∆Т_ср=450 К маємо

Q_т=(2πRH+4πR²)∙0.891∙450=2518RH+5036 R² кДж/год

де R- радіус реактора ,а H-його висота.

При розрахованих нижче розмірах реактора тепловтрати ( Q_т) кладе 25.2∙10³ кДж/год, що значно менше тепловбирання за рахунок реакції. Співвідношення тепловтрат через стінку й тепловбирання за рахунок реакцій не перевищує 0.005 (0.5%).Це означає ,що промисловий реактор ізолюється досить ефективно .

Розрахуємо тепер,наскільки впаде температура в реакторі за рахунок тепловтрат у навколишнє середовище . Позначимо цю величину ∆Т_т. Якщо G_o,с_{ро і} с_рur- масові потік і теплоємність вуглеводнів і циркулюючого газу, а α-масове співвідношення циркулюючого газу й вуглеводнів ,то маємо:Q_т=(G_o∙c_po+G_o∙ α∙c_pur) ∆Т_т

∆Т_т= ⁰С

Для величин ,наведених у технологічному розрахунку, маємо ∆Т_т< 1⁰С,тобто тепловтрати мало міняють температуру в реакторі, і при розрахунках основного процесу можна вважати промисловий реактор адіабатичним.

Розрахунок кількості тепла ,що надходить і йде з реакційною сумішшю,і теплоти реакції

Кількість тепла потоку реагентів (Q_п1) розраховують по масі (Gі) і тепломісткості(q_i) компонентів потоку на виході при температурі Т_о:

Q_п1=∑ Gі q_i=(∑ Gі с_рі)Т_о(5.3)

Gі наведені в таблицях 4.1 і 4.2; величина q_i і с_рі визначають як функції критичних параметрів (Т_к і р_к) і масових часток (Z‴₁,) компонентів:

q_i=f₁(T_k1,p_k1,Z‴₁) на основі таблиць і номограм.

Спочатку розраховують(Q_n1) для вхідного потоку (приблизно 50∙10⁶кДж/год

[2]). Потім,задаючись теплотою реакції на одиницю маси сировини, розраховують тепловіділення за рахунок реакції(Q_р).Оскільки тепловтрати через стінку відносно малі, приймаємо :

Q_n2= Q_n1+ Q_р(5.4)

Q_р=

Тут Q_n2-кількість тепла, виносимо газо-продуктивим потоком. Знаючи Q_n2,далі підбором визначають температуру вихідного потоку (Т_в), для якої виконується умова : Q_n2=(∑ Gі с_рі)Т_в.

Т_в=  ⁰С

Такий метод визначення Т_вє наближеним не враховуюче одночасне протікання ізомеризації й гідрокрекінгу.